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塔式起重機標節螺栓松動的危害、形成原因、檢查方法及預防措施
時間:2016-06-21 閱讀:

      近幾年,參加公司每月例行的特種設備安全檢查時發現,塔式起重機塔身標準節連接螺栓松動(如圖一所示)已成為塔式起重機月檢中發現的一個最為普遍和常見的安全隱患。

                

    一、塔身好比是塔式起重機的“軀干”,可以起到支承上部工作部件的作用,主要承受頂部工作部件傳來的軸向壓力、水平力、彎矩和扭矩;塔身是由一節一節的標準節在工地現場靠塔式起重機自身的頂升裝置及加節安裝達到所需工作高度。這里所說的連接螺栓松動是針對標準節間采用螺栓連接形式的塔身,目前大多數塔機廠家的中小型塔機都采用這種連接形式,且塔身連接螺栓均為高強度螺栓。 

    塔身連接螺栓松動后,當彎矩在該螺栓方位的標準節主肢中產生拉力時,將使兩標準節接觸面產生間隙。例如:對高度為30m未附著的塔機,在下部第二、三節標準節連接處產生0.1mm的間隙,在吊臂根部處的水平位移將增大2mm,如果多個接觸面產生間隙,則塔身變形急劇增加,對塔身受力更為不利,甚至釀成倒塔事故。連接螺栓松動后,受起重時垂直于水平面的彎矩及塔機回轉時在水平面的扭矩作用,這種軸向拉力與水平力對螺栓松動影響較大,它會使本應固接在一起的兩個標準節的接觸面必將產生軸向的上下往復移動或水平轉動,原本不承受沖擊荷載的連接螺栓長期受拉或受剪 ,極易導致連接螺栓斷裂及連接結構的破損,甚至塔身折斷。由此可見,對標準節連接螺栓松動未及時發現或置之不管,是一個極其危險的事情。

    二、那是什么原因導致塔機標準節連接螺栓松動呢?其主要有以下幾種原因:

    1、我們先來分析塔身的受力特點,塔身受力可簡化為:垂直于水平面的彎矩M、在水平面的扭矩T、軸向壓力N、水平力F,其中彎矩M、扭矩T對連接螺栓松動影響較大。當吊臂吊起重物時,彎矩M為正值,放下重物后彎矩M為負值。回轉啟動時產生的扭矩T為正值,回轉制動時產生的扭矩T為負值。在正常工作時,塔機頻繁地吊起和放下重物,吊臂反復地啟動和制動,使塔身承受正負交替頻繁變化的彎矩和扭矩,導致標準節連接螺栓受力在反復不斷的變化,這是螺栓松動的根本原因。    

    2、塔式起重機的工作特點決定了標準節連接螺栓的受力特點,這是不可克服的。為此,各塔機廠家對塔機標準節連接螺栓都采用高強度螺栓。有關塔機的規范和各塔機廠家的使用說明書都對這種螺栓連接的安裝提出了要求,要求在安裝時施加預緊力,對不同規格的連接螺栓給出了不同的預緊力值。而目前安裝塔機時幾乎全是憑安裝人員經驗擰緊螺栓,很多安裝人員連規定的預緊力和理論預緊扭矩的概念都沒有更談不上用扭矩來控制螺栓預緊力了。

    還有,擰緊標準節連接螺栓是在高空作業,空間有限,操作條件不好,要想將實際預緊扭矩施加到標準力矩時,安裝人員勞動強度將大大增加,要想直接靠人力將預緊扭矩擰到符合要求不易做到;同時加上一些安裝人員責任心不夠,他知道預緊標準,但不按標準和規范去做;由此可見,實際安裝的塔機的螺栓預緊力幾乎都達不到規定的預緊力要求,這是塔身連接螺栓松動的重要原因。

    3、還有,塔機頂升加節時,吊臂側的標準節連接接觸面受拉,平衡臂側的標準節連接接觸面受壓,在相同擰緊扭矩作用下,此時兩側螺栓中的預緊力相等。當塔機旋轉180度后,吊臂方向變化后,塔身標準節接觸面受壓受拉情況改變,螺栓中的受力變化很大,特別是將吊臂轉到與頂升加節時相反的方向,原吊臂側的標準節連接接觸面由受拉變到受壓,其螺栓所受的拉力大大減小,特別當原預緊力比正確值少得太多時,此時升節時吊臂側的塔身標節連接螺栓將有可能沒有預緊力了,這是連接螺栓松動的另一重要原因。

    4、在塔機安裝或頂升加節過程中,未對擺放于地面的標準節底面的泥土進行清理,使上下標節接觸面中有雜質或泥土,當時雖然連接螺栓感覺是上緊了,達到標準扭緊力矩,但隨著塔身的反復旋轉及受拉受壓或下雨時,這些雜質或泥土與雨水融合后隨雨水溢出,標節間便會產生間隙;還有些標節面因長期擺放,底面因銹蝕不均勻,安裝時接觸面不平整(如圖二所示),這些因素也會導致連接螺栓松動。

                

    5、塔式起重機使用過程中,上級管理單位對操作班組的日檢、周檢、月檢缺乏充分有力的檢查監督控制手段,監督管理不到位,設備的日檢、周檢、月檢形同虛設;塔機操作班組的操作人員缺乏責任心,不認真執行上級制定的日檢、周檢、月檢工作,疏于對塔身連接螺栓的檢查、緊固,一旦有螺栓松動,沒有及時發現緊固,使其它連接螺栓受力狀況愈發惡化,引起較多數量的連接螺栓松動,埋下事故隱患。    

    三、檢查標節螺絲松動,可用以下二種方法:

    1、在塔機空載狀態下,小車走到臂根處,從下而上地檢查起重臂側的標節接觸面是否有間隙,如有間隙,說明螺絲松動(此時,這一側螺絲受拉),及時發現緊固;檢查完這側后,再將吊臂旋轉180度,從上而下地檢查起重臂這側的螺栓,發現松動后及時緊固,直至全部完成。

    2、檢查時,對于標節間縫隙處有泥漿狀或鐵銹狀印跡的標節(如圖一紅圈標示處)應重點檢查,這類標節螺絲十有八九都是松的,原因是這類標節聯結面處的泥土或鐵銹在下雨時儲存了一定的水分,隨著塔機使用時,標節間會產生上下及旋轉移動,使泥土或鐵銹與水充分混合后從標節間隙處流出,在標節處留下印跡。

    四、針對以上對螺栓松動的原因分析,制定以下預防措施:

    1、塔機使用部門應加強塔機的使用管理,督促塔機作業班組(或專門的維修保養班組)經常性的檢查、緊固標準節螺栓,做好檢查記錄。根據經驗,至少應每周檢查一次標準節螺栓,如發現有松動現象,及時緊固。

    2、采用合理的方法緊固標準節螺栓。常用旋轉吊臂,依次對塔身受壓側(平衡臂側)的連接螺栓緊固。日常使用中的檢查緊固,在塔機空載狀態下,小車走到臂根處,從下而上地檢查、緊固平衡臂側的螺栓,這側完后,再將吊臂旋轉180度,從上而下地檢查、緊固另一側的連接螺栓,直至全部完成。每次頂升加節完后,按上述方法將本次新加裝的標準節螺栓檢查緊固一遍。

    3、塔機安裝時,加強安全技術交底工作。一定要向安裝人員講明標準節連接螺栓預緊力不夠的危害,所安裝塔機標準節連接螺栓的理論預緊扭矩(要具體到用多長的加力桿,施加多大的力),以及標準節螺栓的正確地緊固順序,同時,實施時要有執行記錄及抽檢方法。

    4、嚴格塔式起重機管理,塔式起重機各關鍵部位的原廠配件一律不得省略和代用,特別對功能性的零部件(如重要受力部位的螺栓、制動片、鋼絲繩、限位器等)。

    5、設備安全檢查部門在對塔機進行每月例檢時,必須有人確實上機認真仔細地檢查,對檢查出的隱患問題及時通報情況,限時整改隱患。

    塔機標準節螺栓的檢查緊固,是一件說起來容易,但實際操作起來不易做好的事情;可是因為連接螺栓的松動又對塔機的安全使用關系極大,因此應當引啟管理部門、使用部門足夠重視。(設管司  李志南)